正文 第十章 多媒體相關領域(一)(2 / 3)

2.以太網

以太網是由Xerox、Intel和DEC公司於1978年提出,典型結構為總線方式,現已有星型鏈接方式以適應已有的電話線的結構方式。典型的傳輸速率為10Mbps,實際上除去開銷,其傳輸能力為一般。最大站間距離為1500米,可以通過中繼器擴展網絡覆蓋範圍,但不能超出站距限製。以太網的訪問控製方式為CSMA/CD,既可以點對點,又可以點對多進行廣播或通信。一種高速以太網也在發展之中,它的傳輸速率可大於100Mbps。

3.分組交換遠程網

分組交換遠程網是大型的計算機網絡,它由通信節點機和連接它們的不同信道組成。這些信道既可以是專用的網絡線路,也可以租用電信部門的相應信道,數據傳輸率一般在500吐1到2-3Mbps,在這種網絡中,傳輸的數據一般被分隔成一個個的報文分組(又稱為包),分組長度視情況需要幾百字節至幾千字節之間。如果網絡負責交付數據的順序、正確性等任務,則稱之為虛電路連接;反之數據丟失與否由用戶負責,則稱為數據報。這種存儲轉發型的網絡與采用電路交換形式的網絡正好相反,它不占用專門的信道,多個不同的連接可以複用同一信道,這種網絡非常適合於數據傳輸。

4.FDDI

FDDI全稱為光纖分布式接口。它實際上是一個以光纖為傳輸媒介的,速率為100Mbps的令牌環局域網。它既可以用於主機與其外圍設備之間,各主機之間或各寬帶工作站之間的互連,又可以作為主幹網,實現多個局域網之間的互連。FDDI-II(加強型)增加了電路交換能力,擴充了FDDI的應用領域,使之可以傳輸語言、影像視頻和其它各類數據。FDDI的令牌傳遞協議與IEEE802.5令牌環網標準基本相同,最遠距離可達100km,最多可容納100個節點。FDDI-II環網的帶寬可劃分為至多16個麵向連接服務的寬帶通道,每個通道具有6.144Mbps的速率。總的來說,FDDI是一種提供麵向連接傳輸服務的高速局域網,固定分配通信信道帶寬。因此,FDDI是專用於數據傳輸的通信網絡,並沒有考慮所傳送的媒體數據特性。它在速率、信道數上的性能大幅度提高,固然對多媒體通信很有好處,但它不能為不同的媒體數據選擇不同的協議,也不能動態分配帶寬。

5.ISDN

所謂ISDN即綜合業務數字網,根據CCITT(一個製定模擬式和數字式通信用的調製解調器、計算機網絡、數字信號傳送和傳真設備等標準的國際組織)的描述為:ISDN是—種電信網,它是從模擬信號到數字信道電話網的發展,可以支持範圍廣泛的語音和非語音的業務,用戶終端能通過一種標準的、多用途的用戶網絡接口接人ISPN。ISDN是從綜合數字網發展而來的,把在ISDN中使用於傳輸係統和交換係統中的數字化技術進一步擴展到用戶信號數字接口等方麵,使其能夠將各種業務進行綜合。這些用戶接口包括:基本型2B+D接口。即兩個傳送用戶信息的64kbps的B通道,1個傳送低速數據信息的16kbps的D通道,共計144kbps,距離在7km以內;

基群速率接口30B+D。它可以適應可視電話、電視會議15幀/秒的傳輸;

與其它網絡的接口。

從上麵可以看出,ISDN是一種可提供標準接口的電信網絡,可以支持多種通信業務,但服務的內容有限,帶寬也不很高,對媒體特性也僅從帶寬上考慮,這很難滿足複雜多媒體應用的要求。

6.B-ISDN

雖然以上的各類網絡都可以從不同層次上支持多媒體應用,但都不能完全滿足多媒體通信的要求。為了做到這一點,新型通信技術與係統應運而生,這就是寬帶ISDN(B-ISDN)網及AIM技術。在新一代B-ISDN中,具備以下性能特點:

參接口具有135Mbps以上的通訊速率;

參延遲小,信息受損較小;

適應對固定和可變速率的要求;

支持多種連接形式。

為了做到以上幾點,最重要的便是交換技術。目前在B-ISDN中的交換主要是高速分組交換、高速電路交換、異步傳送模式ATM和光換技術等4種。其中高速分組交換是利用分組交換的基本技術,簡化通信協議,采用麵向連接的服務,在鏈路上無流控製和差錯控製,集中了分組交換和同步分時交換的優點。高速電路交換主要是多速時分交換方式,尚不實用。光交換的主要設備是光交換機,將光技術引人傳輸回路控製回路,實現數字信號的高速傳輸和交換,目前也不夠成熟。而異步傳送模式ATM則比高速分組交換和電路交換更加靈活,已被CCITT作為B-ISDN的基礎。

7.ATM技術

ATM技術是B-ISDN的一種新型交換技術——異步傳輸模式。在電路交換模式中,收發兩端之間建立了一條傳輸速率固定的信息通路。在通信過程中,不論是否發送了信息,該通路均被某呼叫所細占,這種傳送模式被稱為同步傳送模式。而在分組交換模式中,不對呼叫分配固定電路,僅當發送信息時才送出分組。從原理上講,這種模式可以適應任何傳輸速率,但由於協議的控製複雜等原因,很難滿足高速通信的要求。異步傳送模式技術繼承了電路交換方式中速率的獨立性和高速分組交換方式對任意速率的適應性,針對兩者的缺點采取了如下對策。以實現高速傳送綜合業務信息的能力。以固定長度的信元發送信息,具體來說,該信元長為53字節,其中5字節為信元頭,其餘48字節為數據。這個信元的長度兼顧了效率和時延兩個方麵的需求。拳在協議處理上,用硬件對頭部信息進行識別,采用光纖高速傳輸,不用誤碼控製和流量控製,大大降低了時延,使信息傳送速度高,容量大。盡量采用簡單協議,靈活性強,用戶可以應用從零到極限速率的任何有效碼速,並可根據自己的需要靈活地配髯網絡接口所用的帶寬,使帶寬“按需分配”。

ATM技術得以實現的條件在於光纖的使用和VL-SI技術的發展。由於光纖傳輸誤碼率很低、傳輸容量大,通信網隻需進行信息傳輸,而流控製和誤碼控製大部分都可留給終端。VL-SI則使協議可用硬件實現,能夠經濟地實現高速交換。

二、多媒體信息傳輸的特點

多媒體信息所具備的特性與一般信息不同。一般信息在網絡上傳送時,基本上需要實時傳送,這就要求可靠的服務。例如檔案傳送時,要求檔案要正確無誤的傳送,至於傳送檔案所花的時間,則不會太計較,隻要不太慢,一般都可以接受。而有些媒體的信息,卻可以容忍少部分的流失,而對於時間的延遲卻非常敏感,例如聲音,視頻的少許流失並不會影響播放時的品質,但卻都要求能實時傳送。這類信息如果在網絡上延遲大久,接收端收到時已經失去其時效性。

進行多媒體信息傳輸時需要考慮的幾個主要點是:

1.實時傳送

聲音、視頻的數據都要求實時傳送,以免在網絡上因傳送延遲太久,到達接收端時,已失去其時效性。例如有兩人建立一條聲音通道並且進行對話,則聲音數據如果在網絡上的延遲超過200ms,便會讓人有談話不順暢的感覺,因講話的一方必須等400ms(0.4秒)才能聽到對方的回音。如果在網絡上的延遲超過2秒,則對話將幾乎無法進行。

2.不同媒體具有不同的頻寬

每一種媒體在傳送時所需要的“頻寬”不同。例如一般文字檔案的傳送因為沒有實時性的要求,不必用太多的頻寬來傳送。一般話的聲音如果在接收端播放時要求不失真,則其所需的頻寬為64kbp8D激光唱片的音樂則需要數Mbps的頻寬,影片則需要數十Mbps的頻寬。

3.需要較嚴格的延遲變異度

所謂“延遲變異度”是指信息在網絡上傳送時所道遇的延遲的差異程度。一般說來,一幀信息由起始端送到接收端,可能遭遇的延遲可以分為兩種:網絡傳輸延遲及對列延遲。網絡傳輸延遲,是指將一幀信息成功地送人網絡所花的時間。此時間的長短與網絡的結構、通訊協定以及傳輸速率有關。例如,10Mbps的Ethernet必須用CSMA/CD的通訊協定來傳送,而100Mbps的FDDI網絡則使用Token-Ring的通訊協定來傳送。

而所謂的對列延遲,是指信息幀在工作站或路由器中等待傳送的時間。此時間的長短.與網絡的負載的程度有關。例如一個路由器如果收到很多要送往同一個網絡的信息幀時,就必須先將它們存放在對列中,然後按照順序一一送進網絡。當然,每一個信息幀在送人網絡時將遭遇到網絡傳輸延遲。一個信息幀由起始端送到接收端,將遭遇一連串的網絡傳輸延遲及對列延遲。